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石墨在大自然中非常普遍,并且石墨烯是人類已知強(qiáng)度很高的物質(zhì),但科學(xué)家可能仍然需要花費(fèi)數(shù)年甚至幾十年時(shí)間,才能找到一種將石墨轉(zhuǎn)變成大片高質(zhì)量石墨烯“薄膜”的方法,從而可以用它們來為人類制造各種有用的物質(zhì)。據(jù)科學(xué)家稱,石墨烯除了異常牢固外,還具有一系列獨(dú)特的特性,石墨烯還是目前已知導(dǎo)電性能最出色的材料,這使它在微電子領(lǐng)域也具有巨大的應(yīng)用潛力。研究人員甚至將石墨烯看作是硅的替代品,能用來生產(chǎn)未來的超級計(jì)算機(jī)。普通人造石墨電極是以石油焦和瀝青焦為原料,高功率和超高功率和超高功率電極則以針狀焦為原料。
石墨制品的用處可謂是遍布各種行業(yè)
1、作耐火材料: 石墨制品具有耐高溫、高強(qiáng)度的性質(zhì),在冶金工業(yè)中主要用來制造石墨坩堝,在煉鋼中常用石墨作鋼錠之保護(hù)劑,冶金爐的內(nèi)襯。
2、作導(dǎo)電材料:在電氣工業(yè)上用作制造電極、電刷、碳棒、碳管、水1銀正流器的正極,石墨墊圈、電話零件,電視機(jī)顯像管的涂層等。
3、作耐磨潤滑材料:石墨在機(jī)械工業(yè)中常作為潤滑劑。潤滑油往往不能在高速、高溫、高壓的條件下使用,而石墨耐磨材料可以在200~2000 ℃溫度中在很高的滑動速度下,不用潤滑油工作。許多輸送腐蝕介質(zhì)的設(shè)備,廣泛采用石墨材料制成活塞杯,密封圈和軸承,它們運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)勿需加入潤滑油。石墨乳也是許多金屬加工(拔絲、拉管)時(shí)的良好的潤滑劑。石墨電極抗氧化涂料在選材方面遵循以下原則:1、采用蒸汽壓小于0。
4、石墨具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。因此石墨制品現(xiàn)已被廣泛的應(yīng)用在冶金、化工、石油化工、高能物理、航天、電子等方面。經(jīng)過特殊加工的石墨,具有耐腐蝕、導(dǎo)熱性好,滲透率低等特點(diǎn),就大量用于制作熱交換器,反應(yīng)槽、凝縮器、燃燒塔、吸收塔、冷卻器、加熱器、過濾器、泵設(shè)備。廣泛應(yīng)用于石油化工、濕法冶金、酸堿生產(chǎn)、合成纖維、造紙等工業(yè)部門,可節(jié)省大量的金屬材料。
5、作鑄造、翻砂、壓模及高溫冶金材料:由于石墨的熱膨脹系數(shù)小,而且能耐急冷急熱的變化,可作為玻璃器的鑄模,使用石墨后黑色金屬得到鑄件尺寸精準(zhǔn),表面光潔成品率高,不經(jīng)加工或稍作加工就可使用,因而節(jié)省了大量金屬。生產(chǎn)硬質(zhì)合金等粉末冶金工藝,通常用石墨材料制成壓模和燒結(jié)用的瓷舟。銅電極在加工完成后,還需手藝進(jìn)行修整以去除毛刺,而石墨加工后沒有毛刺,節(jié)省了很多本錢,一起更簡單完成自動化出產(chǎn)。單晶硅的晶體生長坩堝,區(qū)域精煉容器,支架夾具,感應(yīng)加熱器等都是用高純石墨加工而成的。此外石墨還可作真空冶煉的石墨隔熱板和底座,高溫電阻爐爐管,棒、板、格棚等元件。
6、石墨還能防止鍋爐結(jié)垢,有關(guān)單位試驗(yàn)表明,在水中加入一定量的石墨粉(每噸水大約用 4~5 克)能防止鍋爐表面結(jié)垢。此外石墨涂在金屬煙囪、屋頂、橋梁、管道上可以防腐防銹。
7、石墨制品可作鉛筆芯、顏料、拋光劑。
石墨制品的一些用途
石墨制品可以作為耐火材料使用:石墨制品能耐高溫,有較好的高溫強(qiáng)度及耐腐蝕性,許多貴重金屬和稀有金屬冶煉用的坩堝、熔化石英玻璃等所用的石墨化坩堝都是用石墨化坯料加工制成的。因此,許多輸送腐蝕性介質(zhì)的壓縮機(jī)和泵廣泛采用石墨材料制成的活塞環(huán)、密封圈和軸承。石墨在氧化性氣氛的高溫下很快燒蝕,所以作為耐火材料使用的石墨制品一般不應(yīng)在氧化性氣氛中使用。
石墨制品可以作為導(dǎo)電材料使用:用電弧爐或礦熱電爐冶煉各種合金鋼、鐵合金或生產(chǎn)時(shí),強(qiáng)大的電流通過炭素電極或石墨化電極導(dǎo)入電爐的熔煉區(qū)產(chǎn)生電弧,使電能轉(zhuǎn)化成熱能,溫度升高到2000攝氏度左右,從而達(dá)到冶煉或反應(yīng)的要求。應(yīng)用于食品、飲料、紡織、化工等工業(yè)部門中的運(yùn)輸機(jī)、干燥機(jī)、紡織機(jī)、潛水泵電機(jī)等軸承方面。一般都用石墨化陽極生產(chǎn)的*鹽溶液電解槽的陽極導(dǎo)電材料。使用石墨化電極生產(chǎn)金剛砂使用的電阻爐的爐頭導(dǎo)電材料。
石墨制品可以作為鑄模、壓模使用:用石墨鑄模得到的鑄件表面光潔,尺寸精準(zhǔn),不加工或只要稍加工即可直接使用,節(jié)省了大量金屬。2、石墨制品作耐火材料:石墨及石墨制品具有耐高溫、高強(qiáng)度的性質(zhì),在冶金工業(yè)中主要用來制造石墨坩堝,在煉鋼中常用石墨作鋼錠之保護(hù)劑,冶金爐的內(nèi)襯。石墨材料的熱膨脹系數(shù)小,耐急冷急熱性好,所以可以用作玻璃器皿的鑄模和黑色金屬及有色金屬或稀有金屬的鑄模。由于石墨具有許多優(yōu)良的性能因而在冶金、機(jī)械、電氣、化工、紡織等工業(yè)部門獲得廣泛應(yīng)用。
石墨制品具有強(qiáng)大的防氧化作用及還原作用。 制品尤其是石墨床墊加熱后可以產(chǎn)生負(fù)氧離子,使周圍的物品活性化,維持人體健康,有效預(yù)防衰老,使皮膚充滿光澤和彈性。石墨制品是用石墨來生產(chǎn)制造的石墨制品是用石墨來生產(chǎn)制造的,在工業(yè)上運(yùn)用極廣,幾乎每個行業(yè)都會用到。 五、石墨制品環(huán)保耐高溫。 碳要在2000-3300度高溫的環(huán)境下經(jīng)過至少十幾個晝夜的石墨化過程才能成為石墨,因此,石墨中的有毒有害物質(zhì)早已釋放殆盡,至少在2000度以內(nèi)是穩(wěn)定的。
高溫冶金及超純材料生產(chǎn)用結(jié)構(gòu)材料 生產(chǎn)單晶硅用的晶體生長坩堝、區(qū)域精煉容器、支架、夾具、感應(yīng)加熱器等,都是用高純度石墨材料加工而成的。而作為耐火材料使用的石墨制品,一般不應(yīng)在氧化性氣氛中使用,因?yàn)槭谘趸詺夥盏母邷叵潞芸鞜g。用于真空冶煉中的石墨隔熱板和底座,高溫電阻爐,高溫電阻爐爐管、棒、板、格柵等元件,也使用石墨材料加工制成的。
石墨制品現(xiàn)已被廣泛的應(yīng)用在冶金、化工、石油化工、高能物理、航天、電子等方面。由于石墨的切削阻力只要銅的1/5,更簡單進(jìn)行手藝的研磨和拋光。石墨坩堝及其有關(guān)制品還被廣泛用于直接熔融金屬的工藝中,例如坩堝、曲 頸瓶、塞頭和噴嘴等,具有高耐火性,低的熱膨脹性,熔煉金屬過程中,受到金屬浸潤和沖刷時(shí)亦穩(wěn)定,高溫下良好的熱震穩(wěn)定性和優(yōu)良的傳導(dǎo)性。
經(jīng)過特殊加工的石墨制品,具有耐腐蝕、導(dǎo)熱性好、滲透率低等特點(diǎn),而廣泛用于制作熱交換器、反應(yīng)槽、凝縮器、燃燒塔、吸收塔、冷卻器、加熱器、過濾器、泵等設(shè)備。研究人員甚至將石墨烯看作是硅的替代品,能用來生產(chǎn)未來的超級計(jì)算機(jī)。這些設(shè)備用于石油化工、濕法冶金、酸堿生產(chǎn)、合成纖維、造紙等工業(yè)部門,可節(jié)省大量的金屬材料。